數(shù)控編程與操作項目式教程 劉萍萍第2版 習(xí)題及答案

項目一：階梯軸任務(wù)1.1數(shù)控技術(shù)的定義是什么？數(shù)控技術(shù)是數(shù)字控制技術(shù)（NumericalControl，NC）技術(shù)的簡稱，是指用數(shù)值數(shù)據(jù)的控制裝置，在運行過程中不斷地引入數(shù)值數(shù)據(jù)，從而對某一生產(chǎn)過程實現(xiàn)自動控制，可按事先編制的加工程序自動對工件加工。什么是數(shù)控機床？數(shù)控機床是指安裝了數(shù)控系統(tǒng)的機床，是集精密機械技術(shù)、電子技術(shù)、信息技術(shù)、計算機及軟件技術(shù)和自動控制技術(shù)于一體的機械制造業(yè)的主流裝備，具有高效率、高精度、高自動化、高柔性等特點。數(shù)控機床的組成由哪些？數(shù)控車床主要由輸入輸出（I/O）裝置、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)、檢測反饋裝置、輔助裝置和機床本體等六部分組成。簡述數(shù)控車床的加工對象。數(shù)控車床主要加工對象是回轉(zhuǎn)體類零件，車削加工內(nèi)容有：車外圓、車端面、切斷和割槽、車螺紋、車錐面、鉆孔、鉸孔、鏜孔、攻螺紋等。⑴表面精度要求高的零件；⑵表面形狀復(fù)雜的零件；⑶帶特殊螺紋的回轉(zhuǎn)體零件；⑷表面粗糙度要求較高的零件數(shù)控車削加工工藝設(shè)計的主要內(nèi)容包括哪些？數(shù)控車削加工工藝設(shè)計的主要內(nèi)容包括：分析零件結(jié)構(gòu)，確定加工方案；工件的定位與裝夾；刀具的選擇與安裝；加工路線的確定；切削用量的確定；數(shù)控加工程序的編制；試切、加工及質(zhì)量分析任務(wù)1.2：如何確定機床各坐標軸？(1)Z坐標的確定規(guī)定平行于傳遞切削動力的機床主軸的刀具運動坐標為Z坐標軸，取增大工件與刀具之間距離的方向（即刀具遠離工件的方向）為Z坐標的正方向。(2)X坐標的確定規(guī)定X坐標軸為水平方向，且與Z軸垂直并平行于工件的裝夾面。(3)Y坐標的確定Y坐標軸垂直于X、Z坐標軸，在確定了X和Z坐標的正方向，按照右手笛卡爾坐標系來確定Y坐標的正方向。(4)A、B、C坐標的確定A、B、C坐標分別為繞X、Y、Z坐標的回轉(zhuǎn)進給運動坐標，在確定了X、Y、Z坐標的正方向后，可按右手笛卡爾坐標系來確定A、B、C坐標的正方向。什么是工件坐標系？工件坐標系是針對某一工件并根據(jù)零件圖建立的坐標系，是編程人員在編程時使用的坐標系，也稱編程坐標系，坐標軸方向與機床坐標軸方向保持一致，用X、Y、Z加下標P表示。簡述數(shù)控程序的組成。一個完整的零件數(shù)控加工程序由程序名、程序內(nèi)容和程序結(jié)束符三部分組成，程序內(nèi)容由若干個程序段組成，每個程序段由若干指令字組成，每個指令字又由字母、數(shù)字、符號組成。4.程序段中包含的功能字有幾種？有程序段號字、準備功能字、尺寸字、進給功能字、輔助功能字、主軸功能字、刀具功能字、程序段結(jié)束符字。5.什么是機床原點？什么是工件原點？機床坐標系的原點也稱為機床原點，是機床生產(chǎn)廠家在機床出廠前設(shè)定好的，是制造和調(diào)整機床的基礎(chǔ)，用戶不能隨意更改。工件坐標系的原點稱為工件原點。任務(wù)1.3：手動輸入時，模式選擇鈕應(yīng)置于什么位置？手動輸入時，模式選擇鈕應(yīng)使上方的燈亮。MDI是什么功能的英文縮寫？是手動輸入功能的英文縮寫。機床開機后回零的目的是什么？建立機床坐標系。程序中執(zhí)行M01指令是要按什么鍵？要按下選擇性停止鍵。5.如何進行工件坐標系設(shè)置？見任務(wù)1.3步驟（四）。

項目二：圓滑面軸任務(wù)2.1：簡述數(shù)控車床的分類。按運動軌跡數(shù)控車床可分為點位控制數(shù)控機床、直線控制數(shù)控機床、輪廓控制數(shù)控機床；按伺服驅(qū)動控制方式數(shù)控車床可分為開環(huán)控制系統(tǒng)、閉環(huán)控制系統(tǒng)、半閉環(huán)控制系統(tǒng)。什么是點位控制系統(tǒng)？點位控制是指機床只控制刀具或工作臺從一點移到另一點的準確定位，然后進行定點加工，在移動過程中不加工，對兩點間的運動路徑?jīng)]有控制，可以沿多個坐標軸同時移動，也可以沿各個坐標先后移動。加工階段如何劃分？零件的加工過程可劃分為4個階段，即粗加工階段、半精加工階段、精加工階段、光整加工階段。工序劃分的方法有哪些？工序常用劃分方法有：①按裝夾次數(shù)劃分；②按所需刀具劃分；③按粗、精加工劃分5.什么是起刀點？什么是換刀點？起刀點，也稱為對刀點，是指刀具加工零件時，刀具相對工件運動的起點，是確定工件坐標系與機床坐標系的關(guān)系的點，既可以選在工件上，也可以選在夾具或機床上，一般將起刀點選在零件的設(shè)計基準或工藝基準上。換刀點是指加工過程中自動換刀的位置。換刀時，刀具和工件應(yīng)保持一定的距離，應(yīng)當(dāng)保證刀具轉(zhuǎn)位時不碰撞工件和夾具以及其他機床部件，一般選機床參考點作為換刀點。任務(wù)2.2：1.M02和M30指令功能的區(qū)別是什么？M02和M30指令功能都是程序結(jié)束，同時主軸停止、切削液關(guān)閉，M02的程序指針停在程序結(jié)尾處，M30的程序指針返回程序開頭處，為批量加工時加工下一個工件做好準備。2.圓弧的順逆如何判斷？數(shù)控車床上判斷圓弧的順逆可用如下簡便方法，即：前置刀架車床，圓弧的順逆與圓弧輪廓的順逆相反；后置刀架車床，圓弧的順逆與圓弧輪廓的順逆相同。如下圖所示。(a)前置刀架(b)后置刀架3.什么是節(jié)點？如果零件輪廓是由直線和圓以外的非圓曲線，如二次曲線、漸開線等組成，則要用直線段或圓弧段逆合的方式去逼近輪廓曲線。逼近直線段或圓弧段與被加工曲線的交點稱為節(jié)點。4.什么是基點？把構(gòu)成零件輪廓幾何元素的起點、終點、圓心及各相鄰幾何元素之間的交點、切點等稱為基點。5.節(jié)點的計算方法有哪些？手工計算節(jié)點的方法有三種：等間距直線逼近法、等弦長直線逼近法、等誤差直線逼近法。任務(wù)2.3：1.卡盤的種類有哪些？卡盤有自定心卡盤、液壓動力卡盤、氣動卡盤。2.車床的常用夾具有哪些？常用夾具有：卡盤裝夾、卡盤—頂尖裝夾、雙頂尖裝夾等。3.簡述宇龍數(shù)控系統(tǒng)仿真加工步驟。仿真加工步驟：開機床、回零、安裝工件和刀具、對刀、程序輸入、程序執(zhí)行。

項目三：螺紋軸任務(wù)3.1：1.螺紋的主要參數(shù)有哪些？主要參數(shù)有：牙型角、螺距、螺紋大徑、螺紋中徑、螺紋小徑、牙型高度。2.螺紋的進刀方法有哪兩種？進刀方法有：直進法和斜進法3.螺紋加工時主軸轉(zhuǎn)速如何確定？車削螺紋時的主軸轉(zhuǎn)速由n≤(1200/P)-k計算確定，其中P為被加工螺紋螺距，單位為mm；k為保險系數(shù)，通常為80。4.螺紋加工進刀次數(shù)和背吃刀量如何確定？采用直進法進刀，刀具越接近螺紋牙底，切削面積越大，切削力也越大。為避免因切削力過大而損壞刀具，背吃刀量應(yīng)越來越小分配。常用螺紋加工進刀次數(shù)與背吃刀量查表確定。5.簡述螺紋車刀的分類。螺紋車刀主要分為內(nèi)螺紋車刀和外螺紋車刀兩大類；按照被加工螺紋的形狀又可分為三角形螺紋車刀、矩形螺紋車刀、梯形螺紋車刀等。任務(wù)3.2：1.螺紋加工進刀段和退刀段距離如何確定？進刀段距離δ1=2P，其中P為螺距；退刀段距離δ2=1/2δ1。2.多重循環(huán)加工指令有哪些？有徑向粗車循環(huán)指令G71、端面粗車循環(huán)指令G72、固定形狀車削循環(huán)指令G73、精車循環(huán)指令G70。3.G92指令運動過程有哪四個動作？運動過程包含“切入→螺紋車削→退刀→返回”四個動作。4.何為子程序？主程序如何調(diào)用子程序？將重復(fù)的程序段編成一個獨立的程序，進行反復(fù)調(diào)用，這個程序稱為子程序。在主程序中用M98調(diào)用子程序。5.何為子程序嵌套？子程序調(diào)用另一個子程序，稱為子程序的嵌套。任務(wù)3.3：1.凹弧加工刀具如何選擇？加工凹弧成型表面，使用的刀具有成形車刀、尖形車刀、棱形偏刀等，加工半圓弧或半徑較小的圓弧表面時可選用成形車刀；精度要求不高時可采用尖形車刀；加工成形表面后還需加工臺階表面的可選用90°棱形偏刀，但副偏角要較大，以防干涉。2.簡述正交平面參考系。車刀正交平面參考系由基面、主切削平面、正交平面組成：基面Pr：過切削刃選定點平行或垂直于刀具安裝面的平面；主切削平面Ps：過切削刃選定點與主切削刃相切并垂直于基面的面；正交平面Po：過切削刃選定點同時垂直于切削平面和基面的面。3.簡述車刀各標注角度定義。前角：在主切削刃選定的正交平面內(nèi)，前刀面與基面之間的夾角；后角：在正交平面內(nèi)，主后刀面與基面之間的夾角；主偏角：主切削刃在基面上的投影與進給方向的夾角；副偏角：副切削刃在基面上的投影與進給反方向的夾角；刃傾角：在切削平面內(nèi)，主切削刃與基面的夾角。

項目四：多槽橢圓軸任務(wù)4.1：1.刀具常用材料有哪些？有什么要求？刀具主要材料包括工具鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷、超硬材料等四大類，具有高硬度、高強度與韌性、高耐磨性和耐熱性、良好的導(dǎo)熱性、良好的工藝性和經(jīng)濟性等要求。2.簡述槽的類型及其加工工藝。槽的類型有單槽、多槽、寬槽、窄槽、深槽、異形槽等。窄槽的加工：對于深度值不太大、精度要求不高的窄槽，加工時，可選用與槽寬一樣的刀具，用直接切入一次成形的方法加工。深槽的加工：對于寬度值不大，但深度值較大的深槽，加工過程中，為避免排屑不順或出現(xiàn)刀具扎刀或斷刀的現(xiàn)象，要采用分次進刀加工的方式。寬槽的加工：對于槽寬大于一個刀寬的寬槽，如精度要求較高，則加工時分粗、精加工，粗加工時采用排刀方式，槽底和槽側(cè)留有精加工余量；精加工時刀具沿槽的一側(cè)切至槽底，再沿槽底切削至槽的另一側(cè)。任務(wù)4.2：1.什么是宏程序？以子程序的形式存儲并帶有變量的程序稱為用戶宏程序，簡稱宏程序。2.變量類型有哪些？如何賦值？變量的類型根據(jù)變量號分為四種類型：空變量、局部變量、公共變量和系統(tǒng)變量，變量賦值有直接賦值和引數(shù)賦值兩種方式。3.邏輯和算術(shù)運算指令各有哪些？常用邏輯和算術(shù)運算指令如下表所示。邏輯和算術(shù)運算指令表運算符含義格式運算符含義格式算術(shù)運算=賦值#i=#j算術(shù)運算ABS絕對值#i=ABS[#j]+加法#i=#j+#kROUND舍入#i=ROUND[#j]-減法#i=#j-#kFLX上取整#i=FLX[#j]×乘法#i=#j×#kFUP下取整#i=FUX[#j]/除法#i=#j/#kLN自然對數(shù)#i=LN[#j]SIN正弦#i=SIN[#j]EXP指數(shù)函數(shù)#i=EXP[#j]ASIN反正弦#i=ASIN[#j]BIN十進制到二進制的轉(zhuǎn)換#i=BIN[#j]COS余弦#i=COS[#j]BCD二進制到十進制的轉(zhuǎn)換#i=BCD[#j]ACOS反余弦#i=ACOS[#j]邏輯運算OR或#i=#iOR#jTAN正切#i=TAN[#j]XOR異或#i=#iXOR#jATAN反正切#i=ATAN[#j]AND與#i=#iAND#jSQRT平方根#i=SQRT[#j]4.簡述循環(huán)指令及其編程格式？無條件轉(zhuǎn)移指令：編程格式：GOTOn；條件轉(zhuǎn)移指令：編程格式：IF條件表達式GOTOn；循環(huán)指令：編程格式：WHILE條件表達式DOm；......ENDm其中，n為程序段號，取值為0001～9999，m為循環(huán)標號，最多嵌套三層，即m取值為1、2、3。宏程序如何調(diào)用？宏程序有兩種調(diào)用形式：單次調(diào)用和模態(tài)調(diào)用。單次調(diào)用：編程格式：G65PL引數(shù)賦值；模態(tài)調(diào)用：編程格式：G66PL引數(shù)賦值；任務(wù)4.3：1.車刀安裝要求有哪些？刀尖高度：車刀的刀尖應(yīng)于車床主軸中心線等高，過高或過低，都會對加工質(zhì)量有所影響。安裝角度：跟刀具刃磨角度一樣，刀具的安裝角度也會對工件加工質(zhì)量產(chǎn)生影響，安裝時要根據(jù)具體刀具做出調(diào)整。刀桿強度：車刀安裝時，在保證使用的前提下，要盡可能使刀桿伸出刀架的距離變短，以提高刀桿的強度，否則會因刀桿強度不足使刀桿在加工過程中振動，影響工件表面粗糙度。刀具的安裝順序：多把刀加工時，要根據(jù)每把刀的加工順序，兼顧刀具長短，合理安排裝刀順序，可減少快移距離，最大程序減少換刀時間，提高加工效率。2.什么是刀位點？刀位點是指在加工程序編制中，用以表示刀具特征的點，是對刀和加工的基準點，每把刀在整個加工中只能有一個刀位點的位置。3.對刀方法有哪些？對刀的方法一般有手動對刀和自動對刀兩種，手動對刀方法包括：定位對刀法、光學(xué)對刀法、ATC對刀法、試切對刀法。4.切削液的種類有哪些？如何選用？切削液可分為切削油、乳化液、水溶液三大類。粗加工時，切削用量大，產(chǎn)生的切削熱多，容易使刀具迅速磨損。此類加工一般采用冷卻作用為主的切削液。精加工時，切削液的主要作用是提高工件表面的加工質(zhì)量和加工精度。加工鋼件，在較低的速度（6～30m/min）情況下，應(yīng)選用極壓切削油或10%～12%的極壓乳化液，以減小刀具與工件間的摩擦和粘結(jié)，抑制積屑瘤。難加工材料硬質(zhì)點多，導(dǎo)熱系數(shù)低，切削液不易散出，刀具磨損較快，此類切削應(yīng)選用潤滑性能好的極壓切削油或高濃度的極壓乳化液。當(dāng)用硬質(zhì)合金刀具高速切削時，可選用以冷卻作用為主的低濃度的乳化液。

項目五：凸模任務(wù)5.1：1.數(shù)控銑床和加工中心如何分類？通常按照數(shù)控銑床和加工中心主軸的布置形式及布局特點分為：立式數(shù)控銑床（加工中心）、臥式數(shù)控銑床（加工中心）、立臥兩用式數(shù)控銑床、龍門數(shù)控銑床（加工中心）和萬能數(shù)控銑床。2.數(shù)控銑床和加工中心的加工對象有哪些？數(shù)控銑床的加工對象：平面類零件、曲面類零件、孔系零件、螺紋。加工中心的加工對象：周期性重復(fù)投產(chǎn)的零件、高效、高精度零件、既需加工平面又需加工孔系的零件、要求多工位加工的零件、結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜的零件。3.數(shù)控銑床型號如何組成？銑床的型號由類代號、通用特性(結(jié)構(gòu)特性)代號、組代號、系代號、主參數(shù)等組成。4.銑削刀具的選擇要求是什么？剛性要好、壽命要長。5.簡述銑刀的分類。面銑刀、立銑刀、模具銑刀、鍵槽銑刀、鍵槽銑刀、成形銑刀。任務(wù)5.2：1.銑床工件坐標系的確定原則有哪些？⑴工件坐標系原點應(yīng)選在零件的設(shè)計基準上，以便于各基點、節(jié)點坐標的計算，減少編程誤差；⑵工件坐標系原點應(yīng)盡可能選在工藝定位基準上；⑶工件坐標系原點應(yīng)選在精度較高的工件表面上，以提高被加工零件的加工精度；⑷對于對稱的零件，工件坐標系原點應(yīng)選在工件的對稱中心處；對于不對稱的零件，則選擇某一角處；⑸Z軸方向上的零點一般選在工件表面2.何為機床參考點？機床原點？現(xiàn)代數(shù)控機床都有一個基準位置，稱為機床原點，即機床坐標系的原點。數(shù)控銑床(加工中心)的機床原點一般設(shè)在刀具遠離工件的極限點處，即坐標正方向的極限點處。機床參考點，是機床制造商在機床上用行程開關(guān)設(shè)置的一個物理位置，也稱為零點，與機床原點的相對距離是固定的，其值由系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定，如果該值為零，則表示機床參考點與機床原點重合。3.工件坐標系設(shè)定指令有哪些？G92、G54～G59.4.刀具半徑補償?shù)哪康氖鞘裁?？左右刀補如何確定？由于刀具半徑的存在，刀心與工件輪廓間存在一個偏移量，如果按照工件的實際尺寸編程，則加工出的工件輪廓尺寸將比實際尺寸小或大一個刀具半徑值，即工件實際輪廓與編程輪廓不一致。數(shù)控機床根據(jù)實際刀具半徑值，自動改變刀具中心點（刀位點）位置，使實際輪廓和編程輪廓完全一致的功能，稱為刀具半徑補償功能。用刀補功能，按工件的實際尺寸編程，改變刀補值后可獲得正確的工件輪廓。沿刀具前進方向看，刀具在工件左側(cè)，稱為左刀補，用G41指令；刀具在工件右側(cè)，稱為右刀補，用G42指令。5.刀補過程的步驟是什么？刀補過程共分三步，包括刀補建立、刀補執(zhí)行、刀補取消。任務(wù)5.3：1.簡述宇龍數(shù)控系統(tǒng)仿真過程。仿真加工過程：開機床、回零、安裝工件和刀具、對刀、程序輸入、程序執(zhí)行。2.銑床對刀的基準工具有哪些？區(qū)別如何？銑床對刀的基準工具包括剛性靠棒和尋邊器兩種，兩者區(qū)別在于精度和價格。剛性靠棒，價格低，使用時，主軸靜止，與零件不接觸，用塞尺來測量塞尺與零件之間的間隙，從而確定X、Y軸的基準。因為測量塞尺與零件的間隙要依賴于操作者的經(jīng)驗來判斷，所以精度比較低，通常精度在0.03～0.06mm之間，如果操作者有較高的操作技能，精度可以達到0.02～0.03mm。尋邊器，價格中等，使用時，主軸轉(zhuǎn)速在400r/min～600r/min，當(dāng)尋邊器與零件接觸時，由于離心力的緣故，輕微接觸就會產(chǎn)生明顯的偏心現(xiàn)象，使用方便，精度在0.01～0.03mm之間，如果操作者有較高的操作技能，精度可以達到0.005～0.01mm。

項目六：法蘭盤任務(wù)6.1：1.銑削方式有哪幾種？銑削加工分為端銑和周銑，端銑是指利用分布在銑刀端面上的端面切削刃切削，周銑是指利用刀具的側(cè)刃或圓周刀齒切削。2.順銑和逆銑如何判斷？如果銑刀旋轉(zhuǎn)方向與工件進給方向相反，稱為逆銑；如果銑刀旋轉(zhuǎn)方向與工件進給方向相同，稱為